Способ искробезопасного питания энергоемких систем во взрывоопасной атмосфере Советский патент 1977 года по МПК E21F5/00 

1

Изобретение относится к способам искробезопасного питания энергоемких систем, предназначенным для безопасной передачи электрической энергии от источника питания к нагрузке па предприятиях со взрывоопасной атмосферой.

Известен способ искробезопасного питания, обеспечивающкй ограничение энергии, поступающей в линию связи, нагрузку и в разряд, посредством перевода последовательного быстродействующего переключателя на отрицательный участок его вольт-амперной характеристики 1. Недостатком этого способа является малая допустимая искробезопасная мощность, передаваемая в нагрузку в номинальном режиме, вследствие того, что пе контролируется момент начала аварийного разряда, а ограничивается энергия источника только в режиме к. з. нагрузки.

Известен также способ искробезопасного питания энергоемких систем, основанный на сокращении продолжительности выделения энергии в разрядном промежутке во время аварийного переходного процесса при помощи быстродействующей защиты, закорачивающей источник питания 2. Однако такой способ обеспечивает ограничение энергии, поступающей в разряд только от источника питания. Магнитная энергия, накопленная в линии передачи и индуктивных элементах нагрузки.

полностью реализуется в разряде, что не позволяет получить достаточно высокую передаваемую искробезопасную мощность ири питании ио длинной линии связи.

Целью изобретеиия является увеличение передаваемой искробезопасной мощности при работе с длинной линией передачи и расиределенной индуктивной нагрузкой. Это достигается тем, что в появления сигнала

о начале коммутационного процесса разряда в электрической системе быстродействующие перекл10чатели переводят на участок бесконечно больгного отрицательиого сопротивления их вольт-амперной характеристики и за

счет этого энергетически ьзолируют поврежденный участок системы со стороны источника питания и со стороны нагрузки за время, меньшее времени формирования минимального ядра пламени взрывооиасной атмосферы.

На чертеже представлена блок-схема искробезопасного источника питания, реализующего описываемый способ.

Система искробезоиасного питания состоит

из источника питания 1, линии передачи нагрузки 3. У источника питания и у нагрузки включены быстродействующие переключатели 4 и 5 с датчиками 6 и 7 начала разряда. При возникновении аварии в системе (коротком замыкании или разрыве) датчики 6 и

7 подают сигнал о начале коммутационного разряда и производится запирание ограничительных быстродействующих переключателей, т. е. переключатели переводят па участок отрицательного сопротивления их вольт-амперной характеристики, при этом нагрузку и источник питания изолирзют от повреждепного участка цепи.

При использовании в качестве быстродействующих переключателей полупроводниковых ключей формирование вольт-амперной характеристики с отрицательным участком производится за счет сиилсения концентрации неосновных носителей в его управляющем слое при помощи запирающего смещения, которое может подаваться в виде полного запирающего импульса только в момент начала разряда пли постоянно в виде запирающего потенциала, близкого к предельному.

В первом случае операция формирования отрицательного участка производится в момент начала разряда и совпадает по временп с операцией запирания. Во втором случае производится предварительное формирование до начала операции запирания переключателя и в момент начала разряда осуществляется его полное запирание. Рассеивание энергии, накоплепной в индуктивных элементах цепи во время аварийного переходного процесса, происходит не в разряде, а на ограничительных быстродействующих переключателях.

Наличие операции энергетической изоляции повреждеиного участка линии со стороны нагрузки по сигналу о начале аварийного коммутационного разряда за время, меньщее времени формирования миинмального ядра пламени, обеспечивает ограничение энергии, поступающей в разряд из реактивных элементов цепи, и следовательно, повышение допустимой искробезопасной мощности, передаваемой по длинной линии электропередачи. Например, при длине 10 км допустимая искробезоиасная мощность увеличивается в 3- 5 раз.

Формула изобретения

Способ искробезопасного питания энергоемких систем во взрывоопасной атмосфере, основанный на изоляции поврежденной линии электропередачи от энергии источника питания в момент возникновения аварии, отличающийся тем, что, с целью увеличения передаваемой мощности при работе с длинной линией передачи и распределенной иидуктивиой нагрузкой, производят одновременную энергетическую изоляцию и со стороны нагрузки по сигналу о начале коммутационного разряда за время, меньщее времени формирования минимального ядра пламени взрывоопасной атмосферы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР №174156, М. Кл.2 Е 21F 5/00, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР №236604, М. Кл.2 Н 02Н 3/00, 1969.